(57)【要約】【課題】  圧縮機構と膨張機構を備える流体機械において、圧縮機構や膨張機構の潤滑に利用されなかった余剰の潤滑油から膨張機構を流れる流体への入熱量を削減する。【解決手段】  流体機械としての圧縮・膨張ユニット（30）では、１つのケーシング（31）に圧縮機構（50）と膨張機構（60）の両方が収納される。圧縮機構（50）と膨張機構（60）を連結するシャフト（40）には、給油通路（90）が形成される。ケーシング（31）の底に溜まった冷凍機油は、給油通路（90）へ吸い上げられて圧縮機構（50）や膨張機構（60）へ供給される。圧縮機構（50）や膨張機構（60）へ供給されなかった余剰の冷凍機油は、シャフト（40）の上端に開口する給油通路（90）の終端から排出される。その後、余剰の冷凍機油は、導出孔（101）から油戻し管（102）へ流入して第２空間（39）側へ送り返される。【選択図】  図２
2005299632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の膨張により動力を発生させる膨張機構（60）と、流体を圧縮する圧縮機構（50）と、膨張機構（60）で発生した動力を圧縮機構（50）に伝達する回転軸（40）とが容器状のケーシング（31）に収納され、
上記圧縮機構（50）の吐出流体が上記ケーシング（31）の内部空間を通って該ケーシング（31）の外部へ送り出される流体機械であって、
上記ケーシング（31）内における上記圧縮機構（50）寄りに潤滑油が貯留される一方、
上記回転軸（40）に形成されると共に上記ケーシング（31）内に貯留された潤滑油を膨張機構（60）へ供給して余剰の潤滑油を終端から排出する給油通路（90）と、
上記余剰の潤滑油を給油通路（90）の終端から圧縮機構（50）側へ導くための油戻し通路（100）と
を備えている流体機械。
【請求項２】
流体の膨張により動力を発生させる膨張機構（60）と、流体を圧縮する圧縮機構（50）と、膨張機構（60）で発生した動力を圧縮機構（50）に伝達する回転軸（40）とが容器状のケーシング（31）に収納され、
上記ケーシング（31）の内部が膨張機構（60）を配置する第１空間（38）と圧縮機構（50）を配置する第２空間（39）に仕切られ、
上記圧縮機構（50）の吐出流体が第２空間（39）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される流体機械であって、
上記回転軸（40）に形成されると共に第２空間（39）に貯留される潤滑油を膨張機構（60）へ供給して余剰の潤滑油を終端から排出する給油通路（90）と、
上記余剰の潤滑油を給油通路（90）の終端から第２空間（39）へ導くための油戻し通路（100）と
を備えている流体機械。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流体機械において、
給油通路（90）の潤滑油を油戻し通路（100）の潤滑油と熱交換させる熱交換手段（120）が設けられている流体機械。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の流体機械において、
油戻し通路（100）は、給油通路（90）に沿って回転軸（40）に形成されている流体機械。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の流体機械において、
油戻し通路（100）は、その終端が給油通路（90）に接続されている流体機械。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の流体機械において、
膨張機構（60）は、両端が閉塞されたシリンダ（71,81）、該シリンダ（71,81）内に流体室（72,82）を形成するためのピストン（75,85）、及び上記流体室（72,82）を高圧側と低圧側に仕切るためのブレード（76,86）を備えたロータリ式膨張機で構成され、
上記シリンダ（71,81）は、該シリンダ（71,81）を厚み方向へ貫通すると共に上記ブレード（76,86）が挿入される貫通孔（78,88）を備え、
上記シリンダ（71,81）の貫通孔（78,88）が油戻し通路（100）の一部を構成している流体機械。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の流体機械において、
ケーシング（31）には、圧縮機構（50）の吐出流体をケーシング（31）の外部へ導出する吐出管（36）が設けられており、
油戻し通路（100）の終端は、該終端から出た潤滑油の吐出管（36）への流入を抑制する位置に設けられている流体機械。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の流体機械において、
ケーシング（31）の内部では、圧縮機構（50）の上方に膨張機構（60）が配置され、
上記ケーシング（31）のうち圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体をケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、
油戻し通路（100）の終端は、上記吐出管（36）の始端よりも下方に設けられている流体機械。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の流体機械において、
ケーシング（31）内における圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間には、回転軸（40）に連結されて圧縮機構（50）を駆動する電動機（45）が配置され、
上記ケーシング（31）のうち電動機（45）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体をケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、
油戻し通路（100）の終端は、上記電動機（45）のステータ（46）の外周に形成されたコアカット部（48）とケーシング（31）との隙間に設けられている流体機械。
【請求項１０】
請求項２に記載の流体機械において、
ケーシング（31）には、圧縮機構（50）の吐出流体を第２空間（39）からケーシング（31）の外部へ導出する吐出管（36）が設けられており、
油戻し通路（100）の終端は、該終端から出た潤滑油の吐出管（36）への流入を抑制する位置に設けられている流体機械。
【請求項１１】
請求項２に記載の流体機械において、
ケーシング（31）の内部では、圧縮機構（50）の上方に膨張機構（60）が配置され、
上記ケーシング（31）のうち圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体を第２空間（39）からケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、
油戻し通路（100）の終端は、上記吐出管（36）の始端よりも下方に設けられている流体機械。
【請求項１２】
請求項２に記載の流体機械において、
ケーシング（31）内における圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間には、回転軸（40）に連結されて圧縮機構（50）を駆動する電動機（45）が配置され、
上記ケーシング（31）のうち電動機（45）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体を第２空間（39）からケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、
油戻し通路（100）の終端は、上記電動機（45）のステータ（46）の外周に形成されたコアカット部（48）とケーシング（31）との隙間に設けられている流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧流体の膨張によって動力を発生させる膨張機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、膨張機構と電動機と圧縮機構とを１本の回転軸で連結した流体機械が知られている。この流体機械において、膨張機構では、導入された流体の膨張によって動力が発生する。膨張機で発生した動力は、電動機で発生した動力と共に、回転軸によって圧縮機構へ伝達される。そして、圧縮機構は、膨張機構及び電動機から伝達された動力によって駆動され、流体を吸入して圧縮する。
【０００３】
特許文献１には、この種の流体機械が開示されている。同文献の図６には、縦長で円筒状のケーシング内に膨張機構と電動機と圧縮機構と回転軸とを収納した流体機械が記載されている。この流体機械のケーシング内では、膨張機構と電動機と圧縮機構とが下から上へ向かって順に配置され、これらが１本の回転軸で互いに連結されている。また、膨張機構と圧縮機構は、共にロータリ式流体機械によって構成されている。
【０００４】
この特許文献１に開示された流体機械は、冷凍サイクルを行う空調機に設けられている。圧縮機構へは蒸発器から５℃程度の低圧冷媒が吸入される。圧縮機構からは、圧縮されて９０℃程度となった高圧冷媒が吐出される。圧縮機構から吐出された高圧冷媒は、ケーシングの内部空間を通過し、吐出管を通ってケーシングの外部へ吐出されてゆく。一方、膨張機構へは放熱器からの３０℃程度の高圧冷媒が導入される。膨張機構からは、膨張して０℃程度となった低圧冷媒が蒸発器へ向けて送り出される。
【０００５】
このような縦型の流体機械では、ケーシングの底に溜まった潤滑油を圧縮機構や膨張機構へ供給する構造を採る場合が多い。このような構造を採る場合には、回転軸に給油通路が形成される。ケーシングの底に溜まった潤滑油は、遠心ポンプ作用などによって回転軸の下端から給油通路へ吸い込まれる。そして、給油通路を流れる潤滑油は、圧縮機構や膨張機構へ供給されて部材同士の潤滑に利用される。
【０００６】
上述のように、圧縮機構で圧縮されたれた流体は、比較的高温となることが多い。このため、圧縮機構の吐出流体がケーシング内を流れる構造の流体機械では、ケーシングの底に溜まった潤滑油も比較的高温となる。従って、この構造の流体機械では、比較的高温の潤滑油が給油通路を通じて圧縮機構や膨張機構へ供給されることになる。
【特許文献１】特開２００３−１７２２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記流体機械の圧縮機構や膨張機構では、その回転速度等の運転状態によって必要な潤滑油の量が変化する。このため、流体機械では、いかなる運転状態でも圧縮機構や膨張機構へ充分な量の潤滑油が供給されるように、給油通路へ吸い込まれる潤滑油の流量が多めに設定される。
【０００８】
そうした場合には、給油通路へ吸い込まれた潤滑油の一部だけが圧縮機構や膨張機構の潤滑に利用されるため、圧縮機構と膨張機構の何れにも供給されなかった余剰の潤滑油をケーシングの底へ送り返す必要が生じる。そのための構造としては、余剰の潤滑油を排出するために給油通路の終端を回転軸の上端面に開口させる構造が考えられる。この構造を採った場合、給油通路の終端から溢れ出た余剰の潤滑油は、膨張機構の表面を伝ってケーシングの底へと流れ落ちてゆく。
【０００９】
ところが、圧縮機構の吐出流体がケーシング内を流れる構造の流体機械では、給油通路へ取り込まれる潤滑油の温度が高温となり、給油通路の終端から溢れ出す余剰の潤滑油の温度も比較的高くなる。このため、比較的低温の流体が通過する膨張機構の表面に余剰の潤滑油が長時間に亘って滞留すると、余剰の潤滑油から膨張機構内の流体へと移動する熱量が増大するという問題が生じる。特に冷凍サイクルを行う空調機等に上記流体機械を用いる場合は、膨張機構から蒸発器へ送られる冷媒のエンタルピが増大して冷凍能力の低下を招くため、この問題に起因する悪影響が大きかった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機構や膨張機構の潤滑に利用されなかった余剰の潤滑油から膨張機構を流れる流体への入熱量を削減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、流体の膨張により動力を発生させる膨張機構（60）と、流体を圧縮する圧縮機構（50）と、膨張機構（60）で発生した動力を圧縮機構（50）に伝達する回転軸（40）とが容器状のケーシング（31）に収納され、上記圧縮機構（50）の吐出流体が上記ケーシング（31）の内部空間を通って該ケーシング（31）の外部へ送り出される流体機械を対象とする。そして、上記ケーシング（31）内における上記圧縮機構（50）寄りに潤滑油が貯留される一方、上記回転軸（40）に形成されると共に上記ケーシング（31）内に貯留された潤滑油を膨張機構（60）へ供給して余剰の潤滑油を終端から排出する給油通路（90）と、上記余剰の潤滑油を給油通路（90）の終端から圧縮機構（50）側へ導くための油戻し通路（100）とを備えるものである。
【００１２】
第２の発明は、流体の膨張により動力を発生させる膨張機構（60）と、流体を圧縮する圧縮機構（50）と、膨張機構（60）で発生した動力を圧縮機構（50）に伝達する回転軸（40）とが容器状のケーシング（31）に収納され、上記ケーシング（31）の内部が膨張機構（60）を配置する第１空間（38）と圧縮機構（50）を配置する第２空間（39）に仕切られ、上記圧縮機構（50）の吐出流体が第２空間（39）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される流体機械を対象としている。そして、上記回転軸（40）に形成されると共に第２空間（39）に貯留される潤滑油を膨張機構（60）へ供給して余剰の潤滑油を終端から排出する給油通路（90）と、上記余剰の潤滑油を給油通路（90）の終端から第２空間（39）へ導くための油戻し通路（100）とを備えるものである。
【００１３】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、給油通路（90）の潤滑油を油戻し通路（100）の潤滑油と熱交換させる熱交換手段（120）が設けられるものである。
【００１４】
第４の発明は、上記第１又は第２の発明において、油戻し通路（100）は、給油通路（90）に沿って回転軸（40）に形成されるものである。
【００１５】
第５の発明は、上記第１又は第２の発明において、油戻し通路（100）は、その終端が給油通路（90）に接続されるものである。
【００１６】
第６の発明は、上記第１又は第２の発明において、膨張機構（60）は、両端が閉塞されたシリンダ（71,81）、該シリンダ（71,81）内に流体室（72,82）を形成するためのピストン（75,85）、及び上記流体室（72,82）を高圧側と低圧側に仕切るためのブレード（76,86）を備えたロータリ式膨張機で構成され、上記シリンダ（71,81）は、該シリンダ（71,81）を厚み方向へ貫通すると共に上記ブレード（76,86）が挿入される貫通孔（78,88）を備え、上記シリンダ（71,81）の貫通孔（78,88）が油戻し通路（100）の一部を構成するものである。
【００１７】
第７の発明は、上記第１又は第２の発明において、ケーシング（31）には、圧縮機構（50）の吐出流体をケーシング（31）の外部へ導出する吐出管（36）が設けられており、油戻し通路（100）の終端は、該終端から出た潤滑油の吐出管（36）への流入を抑制する位置に設けられるものである。
【００１８】
第８の発明は、上記第１又は第２の発明において、ケーシング（31）の内部では、圧縮機構（50）の上方に膨張機構（60）が配置され、上記ケーシング（31）のうち圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体をケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、油戻し通路（100）の終端は、上記吐出管（36）の始端よりも下方に設けられるものである。
【００１９】
第９の発明は、上記第１又は第２の発明において、ケーシング（31）内における圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間には、回転軸（40）に連結されて圧縮機構（50）を駆動する電動機（45）が配置され、上記ケーシング（31）のうち電動機（45）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体をケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、油戻し通路（100）の終端は、上記電動機（45）のステータ（46）の外周に形成されたコアカット部（48）とケーシング（31）との隙間に設けられるものである。
【００２０】
第１０の発明は、上記第２の発明において、ケーシング（31）には、圧縮機構（50）の吐出流体を第２空間（39）からケーシング（31）の外部へ導出する吐出管（36）が設けられており、油戻し通路（100）の終端は、該終端から出た潤滑油の吐出管（36）への流入を抑制する位置に設けられるものである。
【００２１】
第１１の発明は、上記第２の発明において、ケーシング（31）の内部では、圧縮機構（50）の上方に膨張機構（60）が配置され、上記ケーシング（31）のうち圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体を第２空間（39）からケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、油戻し通路（100）の終端は、上記吐出管（36）の始端よりも下方に設けられるものである。
【００２２】
第１２の発明は、上記第２の発明において、ケーシング（31）内における圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間には、回転軸（40）に連結されて圧縮機構（50）を駆動する電動機（45）が配置され、上記ケーシング（31）のうち電動機（45）と膨張機構（60）の間の部分には、圧縮機構（50）の吐出流体を第２空間（39）からケーシング（31）の外部へ導出するための吐出管（36）が設けられ、油戻し通路（100）の終端は、上記電動機（45）のステータ（46）の外周に形成されたコアカット部（48）とケーシング（31）との隙間に設けられるものである。
【００２３】
−作用−
上記第１の発明では、流体機械（30）のケーシング（31）内に膨張機構（60）と圧縮機構（50）の両方が収納される。圧縮機構（50）で圧縮された流体は、ケーシング（31）の内部空間へ吐出され、その後にケーシング（31）の外部へ送出される。ケーシング（31）の内部空間では、圧縮機構（50）寄りの位置に潤滑油が貯留されている。つまり、ケーシング（31）の内部空間には、圧縮機構（50）から吐出された流体と潤滑油とが存在している。ケーシング（31）内に貯留された潤滑油は、圧縮機構（50）から吐出された流体の温度と圧力に対応して比較的高温高圧の状態となっている。
【００２４】
この発明の流体機械（30）において、膨張機構（60）での流体の膨張により発生した動力は、回転軸（40）によって圧縮機構（50）に伝達される。回転軸（40）には、給油通路（90）が形成される。給油通路（90）は、ケーシング（31）内の圧縮機構（50）寄りに貯留された潤滑油を膨張機構（60）へ供給し、その終端から余剰の潤滑油を排出する。余剰の潤滑油は、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ流入し、この油戻し通路（100）を通って圧縮機構（50）側へ送り返される。つまり、余剰の潤滑油は、油戻し通路（100）によって圧縮機構（50）側へ速やかに排出される。そして、余剰の潤滑油が膨張機構（60）の表面を伝って流れる場合に比べ、余剰の潤滑油が膨張機構（60）と接触する時間は短くなり、余剰の潤滑油から膨張機構（60）へ移動する熱量も減少する。
【００２５】
上記第２の発明では、流体機械（30）のケーシング（31）内に膨張機構（60）と圧縮機構（50）の両方が収納される。ケーシング（31）の内部は、膨張機構（60）が配置される第１空間（38）と、圧縮機構（50）が配置される第２空間（39）とに仕切られる。圧縮機構（50）で圧縮された流体は、ケーシング（31）内の第２空間（39）へ吐出され、この第２空間（39）を通ってケーシング（31）の外部へ送出される。尚、ケーシング（31）内の第１空間（38）と第２空間（39）は気密に仕切られている必要はなく、第１空間（38）と第２空間（39）の圧力が同じであっても差し支えない。第２空間（39）には、潤滑油が貯留されている。第２空間（39）に貯留された潤滑油は、圧縮機構（50）から吐出された流体の温度と圧力に対応して比較的高温高圧の状態となっている。
【００２６】
この発明の流体機械（30）において、膨張機構（60）での流体の膨張により発生した動力は、回転軸（40）によって圧縮機構（50）に伝達される。回転軸（40）には、給油通路（90）が形成される。給油通路（90）は、第２空間（39）に貯留された潤滑油を膨張機構（60）へ供給し、その終端から余剰の潤滑油を排出する。余剰の潤滑油は、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ流入し、この油戻し通路（100）を通って第２空間（39）側へ送り返される。つまり、余剰の潤滑油は、油戻し通路（100）によって第２空間（39）側へ速やかに排出される。そして、余剰の潤滑油が膨張機構（60）の表面を伝って流れる場合に比べ、余剰の潤滑油が膨張機構（60）と接触する時間は短くなり、余剰の潤滑油から膨張機構（60）へ移動する熱量も減少する。
【００２７】
上記第３の発明では、流体機械（30）に熱交換手段（120）が設けられる。熱交換手段（120）では、給油通路（90）を通って膨張機構（60）へ供給される潤滑油と、油戻し通路（100）を通って膨張機構（60）側から送り返されてきた余剰の潤滑油とが熱交換する。膨張機構（60）は比較的低温となっているため、油戻し通路（100）を流れる余剰の潤滑油は、ケーシング（31）の内部空間から給油通路（90）へ取り込まれた潤滑油に比べて低温となっている。このため、熱交換手段（120）では、給油通路（90）の潤滑油が油戻し通路（100）の潤滑油によって冷却される。つまり、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される潤滑油の温度が低下する。
【００２８】
上記第４の発明では、油戻し通路（100）と給油通路（90）の両方が１本の回転軸（40）に形成される。回転軸（40）では、油戻し通路（100）と給油通路（90）とが互いに近接した状態となり、給油通路（90）の潤滑油と油戻し通路（100）の潤滑油の間で熱交換が行われる。上述のように、油戻し通路（100）を流れる余剰の潤滑油は、ケーシング（31）の内部空間から給油通路（90）へ取り込まれた潤滑油に比べて低温となっている。このため、膨張機構（60）に対しては、油戻し通路（100）の潤滑油によって冷却された給油通路（90）の潤滑油が供給される。
【００２９】
上記第５の発明では、油戻し通路（100）の終端が給油通路（90）に接続される。膨張機構（60）に対しては、ケーシング（31）の内部空間から取り込まれた潤滑油と、油戻し通路（100）からの余剰の潤滑油とを混合したものが供給される。上述のように、油戻し通路（100）を流れる余剰の潤滑油は、ケーシング（31）の内部空間から取り込まれた給油通路（90）の潤滑油に比べて低温となっている。このため、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される潤滑油の温度は、油戻し通路（100）からの潤滑油と混合されることによって低下する。
【００３０】
上記第６の発明では、膨張機構（60）がロータリ式膨張機によって構成される。膨張機構（60）を構成するロータリ式膨張機は、ブレード（76,86）とピストン（75,85）が一体に形成された揺動ピストン型のものであってもよいし、ブレード（76,86）とピストン（75,85）が別体に形成されたローリングピストン型のものであってもよい。シリンダ（71,81）には貫通孔（78,88）が形成され、この貫通孔（78,88）にブレード（76,86）が挿入される。貫通孔（78,88）は、ブレード（76,86）の移動を許容するために大きめに形成されている。そして、この貫通孔（78,88）が油戻し通路（100）の一部を構成し、この貫通孔（78,88）を余剰の潤滑油が通過する。
【００３１】
上記第７の発明では、ケーシング（31）に吐出管（36）が設けられる。圧縮機構（50）からケーシング（31）の内部空間へ吐出された流体は、吐出管（36）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される。ここで、例えば油戻し通路（100）の終端が吐出管（36）の始端付近に位置していると、油戻し通路（100）から流出した潤滑油が圧縮機構（50）の吐出流体と共に吐出管（36）へ流れ込んでケーシング（31）から排出されてしまい、ケーシング（31）の内部空間に貯留された潤滑油の量が減少するおそれがある。そこで、この発明では、油戻し通路（100）から流出した潤滑油が吐出管（36）へ流入するのを抑制する位置に油戻し通路（100）の終端を設け、ケーシング（31）内における潤滑油の貯留量を確保している。
【００３２】
上記第８の発明では、圧縮機構（50）と膨張機構（60）とがケーシング（31）内で上下に配置される。ケーシング（31）のうち圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間の部分、つまり圧縮機構（50）よりも上で膨張機構（60）よりも下の部分には、吐出管（36）が設けられる。圧縮機構（50）から吐出された流体は、ケーシング（31）の内部空間を上方向へ向かって流れ、吐出管（36）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される。一方、油戻し通路（100）の終端は、上記吐出管（36）よりも下方に設けられる。このため、油戻し通路（100）から流出後に上昇して吐出管（36）へ流れ込む潤滑油は、殆ど無いかあっても極僅かとなる。
【００３３】
上記第９の発明では、ケーシング（31）内における圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間に電動機（45）が設けられる。電動機（45）は、回転軸（40）に連結され、膨張機構（60）と共に圧縮機構（50）を駆動する。ケーシング（31）のうち電動機（45）と膨張機構（60）の間の部分、つまり電動機（45）よりも膨張機構（60）に近い部分には、吐出管（36）が設けられる。圧縮機構（50）からケーシング（31）の内部空間へ吐出された流体は、電動機（45）に形成された隙間等を通り抜け、吐出管（36）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される。電動機（45）のステータ（46）には、その外周を部分的に切り欠いたコアカット部（48）が形成される。油戻し通路（100）の終端は、このステータ（46）のコアカット部（48）とケーシング（31）の内面との隙間に設けられる。油戻し通路（100）から流出した潤滑油は、この隙間を流れることになる。このため、油戻し通路（100）から流出後に吐出管（36）へ流れ込む潤滑油は、殆ど無いかあっても極僅かとなる。
【００３４】
上記第１０の発明では、ケーシング（31）に吐出管（36）が設けられる。圧縮機構（50）から第２空間（39）へ吐出された流体は、吐出管（36）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される。ここで、例えば油戻し通路（100）の終端が吐出管（36）の始端付近に位置していると、油戻し通路（100）から流出した潤滑油が圧縮機構（50）の吐出流体と共に吐出管（36）へ流れ込んでケーシング（31）から排出されてしまい、第２空間（39）に貯留された潤滑油の量が減少するおそれがある。そこで、この発明では、油戻し通路（100）から流出した潤滑油が吐出管（36）へ流入するのを抑制する位置に油戻し通路（100）の終端を設け、第２空間（39）における潤滑油の貯留量を確保している。
【００３５】
上記第１１の発明では、圧縮機構（50）と膨張機構（60）とがケーシング（31）内で上下に配置される。ケーシング（31）のうち圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間の部分、つまり圧縮機構（50）よりも上で膨張機構（60）よりも下の部分には、吐出管（36）が設けられる。圧縮機構（50）から第２空間（39）へ吐出された流体は、第２空間（39）を上方向へ向かって流れ、吐出管（36）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される。一方、油戻し通路（100）の終端は、上記吐出管（36）よりも下方に設けられる。このため、油戻し通路（100）から流出後に上昇して吐出管（36）へ流れ込む潤滑油は、殆ど無いかあっても極僅かとなる。
【００３６】
上記第１２の発明では、ケーシング（31）内における圧縮機構（50）と膨張機構（60）の間に電動機（45）が設けられる。電動機（45）は、回転軸（40）に連結され、膨張機構（60）と共に圧縮機構（50）を駆動する。ケーシング（31）のうち電動機（45）と膨張機構（60）の間の部分、つまり電動機（45）よりも膨張機構（60）に近い部分には、吐出管（36）が設けられる。圧縮機構（50）から第２空間（39）へ吐出された流体は、電動機（45）に形成された隙間等を通り抜け、吐出管（36）を通ってケーシング（31）の外部へ送り出される。電動機（45）のステータ（46）には、その外周を部分的に切り欠いたコアカット部（48）が形成される。油戻し通路（100）の終端は、このステータ（46）のコアカット部（48）とケーシング（31）の内面との隙間に設けられる。油戻し通路（100）から流出した潤滑油は、この隙間を流れることになる。このため、油戻し通路（100）から流出後に吐出管（36）へ流れ込む潤滑油は、殆ど無いかあっても極僅かとなる。
【発明の効果】
【００３７】
上記第１の発明の流体機械（30）において、回転軸（40）の給油通路（90）から排出された余剰の潤滑油は、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ導入されて圧縮機構（50）側へ送り返される。つまり、この第１の発明では、余剰の潤滑油を油戻し通路（100）へ導入して圧縮機構（50）側へ速やかに送り出している。また、上記第２の発明の流体機械（30）において、回転軸（40）の給油通路（90）から排出された余剰の潤滑油は、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ導入されて第２空間（39）側へ送り返される。つまり、この第２の発明では、余剰の潤滑油を油戻し通路（100）へ導入して第２空間（39）側へ速やかに送り出している。
【００３８】
従って、本発明によれば、余剰の潤滑油が膨張機構（60）の表面を伝って流れる場合に比べて、余剰の潤滑油が膨張機構（60）と接触する時間を短縮でき、その結果、余剰の潤滑油から膨張機構（60）へ移動する熱量を削減することができる。
【００３９】
また、上記第３，第４及び第５の発明では、膨張機構（60）を通り抜ける間に温度低下した油戻し通路（100）の潤滑油を利用することで、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される潤滑油の温度を低下させている。従って、これらの発明によれば、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される潤滑油と膨張機構（60）を通過する流体との温度差を縮小でき、潤滑油から膨張機を通過する流体へ移動する熱量を一層削減することができる。
【００４０】
上記第６の発明では、ブレード（76,86）を設置するために必ずシリンダ（71,81）に形成される貫通孔（78,88）を利用して油戻し通路（100）の一部を形成している。このため、油戻し通路（100）の設置に起因する機械加工等の増大を抑制でき、流体機械（30）の製造コストの上昇を抑えることができる。また、油戻し通路（100）を流れる余剰の潤滑油をブレード（76,86）等の潤滑に利用することができ、膨張機構（60）の信頼性を向上させることも可能となる。
【００４１】
上記第７から第１２までの各発明によれば、圧縮機構（50）の吐出流体と共に吐出管（36）からケーシング（31）の外部へ流出する潤滑油の量を削減できる。このため、ケーシング（31）内における潤滑油の貯留量を充分に確保でき、圧縮機構（50）や膨張機構（60）へ充分な量の潤滑油を供給して焼き付き等のトラブルを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４３】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態の空調機（10）は、本発明に係る流体機械である圧縮・膨張ユニット（30）を備えている。
【００４４】
〈空調機の全体構成〉
図１に示すように、上記空調機（10）は、いわゆるセパレート型のものであって、室外機（11）と室内機（13）とを備えている。室外機（11）には、室外ファン（12）、室外熱交換器（23）、第１四路切換弁（21）、第２四路切換弁（22）、及び圧縮・膨張ユニット（30）が収納されている。室内機（13）には、室内ファン（14）及び室内熱交換器（24）が収納されている。室外機（11）は屋外に設置され、室内機（13）は屋内に設置されている。また、室外機（11）と室内機（13）とは、一対の連絡配管（15,16）で接続されている。尚、圧縮・膨張ユニット（30）の詳細は後述する。
【００４５】
上記空調機（10）には、冷媒回路（20）が設けられている。この冷媒回路（20）は、圧縮・膨張ユニット（30）や室内熱交換器（24）などが接続された閉回路である。また、この冷媒回路（20）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ2）が充填されている。
【００４６】
上記室外熱交換器（23）と室内熱交換器（24）とは、何れもクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器で構成されている。室外熱交換器（23）では、冷媒回路（20）を循環する冷媒が室外空気と熱交換する。室内熱交換器（24）では、冷媒回路（20）を循環する冷媒が室内空気と熱交換する。
【００４７】
上記第１四路切換弁（21）は、４つのポートを備えている。この第１四路切換弁（21）は、その第１のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の吐出管（36）に、第２のポートが連絡配管（15）を介して室内熱交換器（24）の一端に、第３のポートが室外熱交換器（23）の一端に、第４のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の吸入ポート（32）にそれぞれ接続されている。そして、第１四路切換弁（21）は、第１のポートと第２のポートとが連通し且つ第３のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第３のポートとが連通し且つ第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。
【００４８】
上記第２四路切換弁（22）は、４つのポートを備えている。この第２四路切換弁（22）は、その第１のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の流出ポート（35）に、第２のポートが室外熱交換器（23）の他端に、第３のポートが連絡配管（16）を介して室内熱交換器（24）の他端に、第４のポートが圧縮・膨張ユニット（30）の流入ポート（34）にそれぞれ接続されている。そして、第２四路切換弁（22）は、第１のポートと第２のポートとが連通し且つ第３のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第３のポートとが連通し且つ第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。
【００４９】
〈圧縮・膨張ユニットの構成〉
図２に示すように、圧縮・膨張ユニット（30）は、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング（31）を備えている。このケーシング（31）の内部には、下から上に向かって順に、圧縮機構（50）と、電動機（45）と、膨張機構（60）とが配置されている。また、ケーシング（31）の底部には、冷凍機油（潤滑油）が貯留されている。つまり、ケーシング（31）の内部では、圧縮機構（50）寄りに冷凍機油が貯留されている。
【００５０】
上記ケーシング（31）の内部空間は、膨張機構（60）のフロントヘッド（61）によって上下に仕切られており、上側の空間が第１空間（38）を、下側の空間が第２空間（39）をそれぞれ構成している。第１空間（38）には膨張機構（60）が配置され、第２空間（39）には圧縮機構（50）と電動機（45）とが配置される。尚、第１空間（38）と第２空間（39）とは気密に仕切られている訳ではなく、第１空間（38）の内圧と第２空間（39）の内圧は概ね等しくなっている。
【００５１】
上記ケーシング（31）には、吐出管（36）が取り付けられている。この吐出管（36）は、電動機（45）と膨張機構（60）の間に配置され、ケーシング（31）内の第２空間（39）に連通している。また、吐出管（36）は、比較的短い直管状に形成され、概ね水平姿勢で設置されている。
【００５２】
上記電動機（45）は、ケーシング（31）の長手方向の中央部に配置されている。この電動機（45）は、ステータ（46）とロータ（47）とにより構成されている。ステータ（46）は、焼嵌め等によって上記ケーシング（31）に固定されている。ステータ（46）の外周部には、その一部を切り欠いたコアカット部（48）が形成されている。このコアカット部（48）とケーシング（31）の内周面との間には、隙間が形成される。ロータ（47）は、ステータ（46）の内側に配置されている。このロータ（47）には、該ロータ（47）と同軸にシャフト（40）の主軸部（44）が貫通している。
【００５３】
上記シャフト（40）は、回転軸を構成している。このシャフト（40）では、その下端側に２つの下側偏心部（58,59）が形成され、その上端側に２つの大径偏心部（41,42）が形成されている。
【００５４】
２つの下側偏心部（58,59）は、主軸部（44）よりも大径に形成されており、下側のものが第１下側偏心部（58）を、上側のものが第２下側偏心部（59）をそれぞれ構成している。第１下側偏心部（58）と第２下側偏心部（59）とでは、主軸部（44）の軸心に対する偏心方向が逆になっている。
【００５５】
２つの大径偏心部（41,42）は、主軸部（44）よりも大径に形成されており、下側のものが第１大径偏心部（41）を構成し、上側のものが第２大径偏心部（42）を構成している。第１大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２大径偏心部（42）の外径は、第１大径偏心部（41）の外径よりも大きくなっている。また、主軸部（44）の軸心に対する偏心量は、第２大径偏心部（42）の方が第１大径偏心部（41）よりも大きくなっている。
【００５６】
上記シャフト（40）には、給油通路（90）が形成されている。給油通路（90）は、その始端がシャフト（40）の下端に、その終端がシャフト（40）の上端面にそれぞれ開口している。また、給油通路（90）は、その始端部分が遠心ポンプを構成している。この給油通路（90）は、ケーシング（31）の底に貯留された冷凍機油を吸い込み、吸い込んだ冷凍機油を圧縮機構（50）と膨張機構（60）へ供給する。
【００５７】
圧縮機構（50）は、揺動ピストン型のロータリ圧縮機を構成している。この圧縮機構（50）は、シリンダ（51,52）とピストン（57）を２つずつ備えている。圧縮機構（50）では、下から上へ向かって順に、リアヘッド（55）と、第１シリンダ（51）と、中間プレート（56）と、第２シリンダ（52）と、フロントヘッド（54）とが積層された状態となっている。
【００５８】
第１及び第２シリンダ（51,52）の内部には、円筒状のピストン（57）が１つずつ配置されている。図示しないが、ピストン（57）の側面には平板状のブレードが突設されており、このブレードは揺動ブッシュを介してシリンダ（51,52）に支持されている。第１シリンダ（51）内のピストン（57）は、シャフト（40）の第１下側偏心部（58）と係合する。一方、第２シリンダ（52）内のピストン（57）は、シャフト（40）の第２下側偏心部（59）と係合する。各ピストン（57,57）は、その内周面が下側偏心部（58,59）の外周面と摺接し、その外周面がシリンダ（51,52）の内周面と摺接する。そして、ピストン（57,57）の外周面とシリンダ（51,52）の内周面との間に圧縮室（53）が形成される。
【００５９】
第１及び第２シリンダ（51,52）には、それぞれ吸入ポート（33）が１つずつ形成されている。各吸入ポート（33）は、シリンダ（51,52）を半径方向に貫通し、その終端がシリンダ（51,52）の内周面に開口している。また、各吸入ポート（33）は、配管によってケーシング（31）の外部へ延長されている。
【００６０】
フロントヘッド（54）及びリアヘッド（55）には、それぞれ吐出ポートが１つずつ形成されている。フロントヘッド（54）の吐出ポートは、第２シリンダ（52）内の圧縮室（53）を第２空間（39）と連通させる。リアヘッド（55）の吐出ポートは、第１シリンダ（51）内の圧縮室（53）を第２空間（39）と連通させる。また、各吐出ポートは、その終端にリード弁からなる吐出弁が設けられており、この吐出弁によって開閉される。尚、図２において、吐出ポート及び吐出弁の図示は省略する。そして、圧縮機構（50）から第２空間（39）へ吐出されたガス冷媒は、吐出管（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から送り出される。
【００６１】
上述したように、圧縮機構（50）へは、給油通路（90）から冷凍機油が供給される。図示しないが、下側偏心部（58,59）や主軸部（44）の外周面には給油通路（90）から分岐した通路が開口しており、この通路から冷凍機油が下側偏心部（58,59）とピストン（57,57）の摺動面、あるいは主軸部（44）とフロントヘッド（54）やリアヘッド（55）の摺動面へ供給される。
【００６２】
図３にも示すように、上記膨張機構（60）は、いわゆる揺動ピストン型の流体機械で構成されている。この膨張機構（60）には、対になったシリンダ（71,81）及びピストン（75,85）が二組設けられている。また、膨張機構（60）には、フロントヘッド（61）と、中間プレート（63）と、リアヘッド（62）とが設けられている。
【００６３】
上記膨張機構（60）では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）、リアヘッド（62）が積層された状態となっている。この状態において、第１シリンダ（71）は、その下側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その上側端面が中間プレート（63）により閉塞されている。一方、第２シリンダ（81）は、その下側端面が中間プレート（63）により閉塞され、その上側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。また、第２シリンダ（81）の内径は、第１シリンダ（71）の内径よりも大きくなっている。
【００６４】
上記シャフト（40）は、積層された状態のフロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）を貫通している。シャフト（40）の上端部は、リアヘッド（62）に形成された有底の穴に挿入されている。この穴の底面（図２では上面）とシャフト（40）の上端面との間には、端部空間（95）が形成される。また、シャフト（40）は、その第１大径偏心部（41）が第１シリンダ（71）内に位置し、その第２大径偏心部（42）が第２シリンダ（81）内に位置している。
【００６５】
図４及び図５にも示すように、第１シリンダ（71）内には第１ピストン（75）が、第２シリンダ（81）内には第２ピストン（85）がそれぞれ設けられている。第１及び第２ピストン（75,85）は、何れも円環状あるいは円筒状に形成されている。第１ピストン（75）の外径と第２ピストン（85）の外径とは、互いに等しくなっている。第１ピストン（75）の内径は第１大径偏心部（41）の外径と、第２ピストン（85）の内径は第２大径偏心部（42）の外径とそれぞれ概ね等しくなっている。そして、第１ピストン（75）には第１大径偏心部（41）が、第２ピストン（85）には第２大径偏心部（42）がそれぞれ貫通している。
【００６６】
上記第１ピストン（75）は、その外周面が第１シリンダ（71）の内周面に、一方の端面がフロントヘッド（61）に、他方の端面が中間プレート（63）にそれぞれ摺接している。第１シリンダ（71）内には、その内周面と第１ピストン（75）の外周面との間に第１流体室（72）が形成される。一方、上記第２ピストン（85）は、その外周面が第２シリンダ（81）の内周面に、一方の端面がリアヘッド（62）に、他方の端面が中間プレート（63）にそれぞれ摺接している。第２シリンダ（81）内には、その内周面と第２ピストン（85）の外周面との間に第２流体室（82）が形成される。
【００６７】
上記第１及び第２ピストン（75,85）のそれぞれには、ブレード（76,86）が１つずつ一体に設けられている。ブレード（76,86）は、ピストン（75,85）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（75,85）の外周面から外側へ突出している。第１ピストン（75）のブレード（76）は第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）に、第２ピストン（85）のブレード（86）は第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）にそれぞれ挿入されている。各シリンダ（71,81）のブッシュ孔（78,88）は、シリンダ（71,81）を厚み方向へ貫通すると共に、シリンダ（71,81）の内周面に開口している。これらのブッシュ孔（78,88）は、貫通孔を構成している。
【００６８】
上記各シリンダ（71,81）には、一対のブッシュ（77,87）が一組ずつ設けられている。各ブッシュ（77,87）は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。各シリンダ（71,81）において、一対のブッシュ（77,87）は、ブッシュ孔（78,88）に挿入されてブレード（76,86）を挟み込んだ状態となる。各ブッシュ（77,87）は、その内側面がブレード（76,86）と、その外側面がシリンダ（71,81）と摺動する。そして、ピストン（75,85）と一体のブレード（76,86）は、ブッシュ（77,87）を介してシリンダ（71,81）に支持され、シリンダ（71,81）に対して回動自在で且つ進退自在となっている。
【００６９】
第１シリンダ（71）内の第１流体室（72）は、第１ピストン（75）と一体の第１ブレード（76）によって仕切られており、図４，図５における第１ブレード（76）の左側が高圧側の第１高圧室（73）となり、その右側が低圧側の第１低圧室（74）となっている。第２シリンダ（81）内の第２流体室（82）は、第２ピストン（85）と一体の第２ブレード（86）によって仕切られており、図４，図５における第２ブレード（86）の左側が高圧側の第２高圧室（83）となり、その右側が低圧側の第２低圧室（84）となっている。
【００７０】
上記第１シリンダ（71）と第２シリンダ（81）とは、それぞれの周方向におけるブッシュ（77,87）の位置が一致する姿勢で配置されている。言い換えると、第２シリンダ（81）の第１シリンダ（71）に対する配置角度が０°となっている。上述のように、第１大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、主軸部（44）の軸心に対して同じ方向へ偏心している。従って、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退いた状態になるのと同時に、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退いた状態になる。
【００７１】
上記第１シリンダ（71）には、流入ポート（34）が形成されている。流入ポート（34）は、第１シリンダ（71）の内周面のうち、図４，図５におけるブッシュ（77）のやや左側の箇所に開口している。流入ポート（34）は、第１高圧室（73）と連通可能となっている。一方、上記第２シリンダ（81）には、流出ポート（35）が形成されている。流出ポート（35）は、第２シリンダ（81）の内周面のうち、図４，図５におけるブッシュ（87）のやや右側の箇所に開口している。流出ポート（35）は、第２低圧室（84）と連通可能となっている。
【００７２】
上記中間プレート（63）には、連通路（64）が形成されている。この連通路（64）は、中間プレート（63）を厚み方向へ貫通している。中間プレート（63）における第１シリンダ（71）側の面では、第１ブレード（76）の右側の箇所に連通路（64）の一端が開口している。中間プレート（63）における第２シリンダ（81）側の面では、第２ブレード（86）の左側の箇所に連通路（64）の他端が開口している。そして、図４に示すように、連通路（64）は、中間プレート（63）の厚み方向に対して斜めに延びており、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）とを互いに連通させている。
【００７３】
図２，図３に示すように、上記シャフト（40）では、給油通路（90）から分岐した通路が第１大径偏心部（41）、第２大径偏心部（42）、及び主軸部（44）の外周面に開口している。この分岐通路からは、第１大径偏心部（41）と第１ピストン（75）の摺動面、第２大径偏心部（42）と第２ピストン（85）の摺動面、及び主軸部（44）とフロントヘッド（61）の摺動面へ給油通路（90）の冷凍機油が供給される。上述のように、シャフト（40）の上端面には給油通路（90）の終端が開口しており、この給油通路（90）の終端が端部空間（95）と連通している。
【００７４】
上記リアヘッド（62）には、導出孔（101）が形成されている。この導出孔（101）は、その始端が端部空間（95）と連通し、終端がリアヘッド（62）の外周面に開口している。導出孔（101）の終端には、油戻し管（102）が接続されている。この油戻し管（102）は、下方へ延びてフロントヘッド（61）を貫通しており、下端が吐出管（36）よりも下方に位置している。リアヘッド（62）の導出孔（101）と油戻し管（102）は、油戻し通路（100）を構成している。油戻し管（102）の下端は油戻し通路（100）の終端となるため、油戻し通路（100）の終端が吐出管（36）よりも下方に位置することになる。
【００７５】
以上のように構成された本実施形態の膨張機構（60）では、第１シリンダ（71）と、そこに設けられたブッシュ（77）と、第１ピストン（75）と、第１ブレード（76）とが第１ロータリ機構部（70）を構成している。また、第２シリンダ（81）と、そこに設けられたブッシュ（87）と、第２ピストン（85）と、第２ブレード（86）とが第２ロータリ機構部（80）を構成している。
【００７６】
上述のように、第１ロータリ機構部（70）の第１低圧室（74）と、第２ロータリ機構部（80）の第２高圧室（83）とは、連通路（64）を介して互いに連通している。そして、第１低圧室（74）と連通路（64）と第２高圧室（83）とによって１つの閉空間が形成され、この閉空間が膨張室（66）を構成している。
【００７７】
この点について、図６を参照しながら説明する。尚、図６では、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外周側へ最も退いた状態におけるシャフト（40）の回転角を０°としている。また、ここでは、第１流体室（72）の最大容積が３ml(ミリリットル)であり、第２流体室（82）の最大容積が１０mlであると仮定して説明する。
【００７８】
図６に示すように、シャフト（40）の回転角が０°の時点では、第１低圧室（74）の容積が最大値である３mlとなり、第２高圧室（83）の容積が最小値である０mlとなっている。第１低圧室（74）の容積は、同図に一点鎖線で示すように、シャフト（40）が回転するにつれて次第に減少し、その回転角が３６０°に達した時点で最小値の０mlとなる。一方、第２高圧室（83）の容積は、同図に二点鎖線で示すように、シャフト（40）が回転するにつれて次第に増加し、その回転角が３６０°に達した時点で最大値の１０mlとなる。そして、連通路（64）の容積を無視すると、ある回転角における膨張室（66）の容積は、その回転角における第１低圧室（74）の容積と第２高圧室（83）の容積とを足し合わせた値となる。つまり、膨張室（66）の容積は、同図に実線で示すように、シャフト（40）の回転角が０°の時点で最小値の３mlとなり、シャフト（40）が回転するにつれて次第に増加し、その回転角が３６０°に達した時点で最大値の１０mlとなる。
【００７９】
−運転動作−
上記空調機（10）の動作について説明する。
【００８０】
〈冷房運転〉
冷房運転時には、第１四路切換弁（21）及び第２四路切換弁（22）が図１に破線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（20）で冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
【００８１】
圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出管（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなっている。この吐出冷媒は、第１四路切換弁（21）を通って室外熱交換器（23）へ送られる。室外熱交換器（23）では、流入した冷媒が室外空気へ放熱する。
【００８２】
室外熱交換器（23）で放熱した冷媒は、第２四路切換弁（22）を通過し、流入ポート（34）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト（40）の回転動力に変換される。膨張後の低圧冷媒は、流出ポート（35）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から流出し、第２四路切換弁（22）を通過して室内熱交換器（24）へ送られる。
【００８３】
室内熱交換器（24）では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器（24）から出た低圧ガス冷媒は、第１四路切換弁（21）を通過し、吸入ポート（32）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の圧縮機構（50）へ吸入される。圧縮機構（50）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。
【００８４】
〈暖房運転〉
暖房運転時には、第１四路切換弁（21）及び第２四路切換弁（22）が図１に実線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（20）で冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
【００８５】
圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出管（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなっている。この吐出冷媒は、第１四路切換弁（21）を通過して室内熱交換器（24）へ送られる。室内熱交換器（24）では、流入した冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱される。
【００８６】
室内熱交換器（24）で放熱した冷媒は、第２四路切換弁（22）を通過し、流入ポート（34）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、その内部エネルギがシャフト（40）の回転動力に変換される。膨張後の低圧冷媒は、流出ポート（35）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から流出し、第２四路切換弁（22）を通過して室外熱交換器（23）へ送られる。
【００８７】
室外熱交換器（23）では、流入した冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（23）から出た低圧ガス冷媒は、第１四路切換弁（21）を通過し、吸入ポート（32）を通って圧縮・膨張ユニット（30）の圧縮機構（50）へ吸入される。圧縮機構（50）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。
【００８８】
〈膨張機構部の動作〉
膨張機構（60）の動作について、図５を参照しながら説明する。
【００８９】
先ず、第１ロータリ機構部（70）の第１高圧室（73）へ超臨界状態の高圧冷媒が流入する過程について説明する。回転角が０°の状態からシャフト（40）が僅かに回転すると、第１ピストン（75）と第１シリンダ（71）の接触位置が流入ポート（34）の開口部を通過し、流入ポート（34）から第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれて、第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入してゆく。この第１高圧室（73）への高圧冷媒の流入は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達するまで続く。
【００９０】
次に、膨張機構（60）において冷媒が膨張する過程について説明する。回転角が０°の状態からシャフト（40）が僅かに回転すると、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）が連通路（64）を介して互いに連通し、第１低圧室（74）から第２高圧室（83）へと冷媒が流入し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれ、第１低圧室（74）の容積が次第に減少すると同時に第２高圧室（83）の容積が次第に増加し、結果として膨張室（66）の容積が次第に増加してゆく。この膨張室（66）の容積増加は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。そして、膨張室（66）の容積が増加する過程で膨張室（66）内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によってシャフト（40）が回転駆動される。このように、第１低圧室（74）内の冷媒は、連通路（64）を通って第２高圧室（83）へ膨張しながら流入してゆく。
【００９１】
冷媒が膨張する過程において、膨張室（66）内における冷媒圧力は、図６に破線で示すように、シャフト（40）の回転角が大きくなるにつれて次第に低下してゆく。具体的に、第１低圧室（74）を満たす超臨界状態の冷媒は、シャフト（40）の回転角が約５５°に達するまでの間に急激に圧力低下し、飽和液の状態となる。その後、膨張室（66）内の冷媒は、その一部が蒸発しながら緩やかに圧力低下してゆく。
【００９２】
続いて、第２ロータリ機構部（80）の第２低圧室（84）から冷媒が流出してゆく過程について説明する。第２低圧室（84）は、シャフト（40）の回転角が０°の時点から流出ポート（35）に連通し始める。つまり、第２低圧室（84）から流出ポート（35）へと冷媒が流出し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなってゆき、その回転角が３６０°に達するまでの間に亘って、第２低圧室（84）から膨張後の低圧冷媒が流出してゆく。
【００９３】
〈圧縮・膨張ユニットでの給油動作〉
圧縮・膨張ユニット（30）において圧縮機構（50）や膨張機構（60）へ冷凍機油を供給する動作について説明する。
【００９４】
ケーシング（31）の底、即ち第２空間（39）の底部には、冷凍機油が貯留されている。この冷凍機油の温度は、圧縮機構（50）から第２空間（39）へ吐出された冷媒の温度（約９０℃）と同程度となっている。
【００９５】
シャフト（40）が回転すると、ケーシング（31）の底に溜まった冷凍機油が給油通路（90）へ吸い込まれる。給油通路（90）を上向きに流れる冷凍機油は、その一部が圧縮機構（50）へ供給される。圧縮機構（50）へ供給された冷凍機油は、下側偏心部（58,59）とピストン（57,57）の摺動面、あるいはフロントヘッド（54）やリアヘッド（55）と主軸部（44）の摺動面の潤滑に利用される。
【００９６】
圧縮機構（50）へ供給されなかった残りの冷凍機油は、給油通路（90）内を上向きに流れてゆく。この残りの冷凍機油は、その一部が膨張機構（60）へ供給される。膨張機構（60）へ供給された冷凍機油は、大径偏心部（41,42）とピストン（75,85）の摺動面や、主軸部（44）とフロントヘッド（61）の摺動面の潤滑に利用される。
【００９７】
圧縮機構（50）と膨張機構（60）の何れにも供給されなかった余剰の冷凍機油は、給油通路（90）の終端から端部空間（95）へ排出される。端部空間（95）へ排出された余剰の冷凍機油は、ほぼ全てが導出孔（101）へ流入する。導出孔（101）へ流入した余剰の冷凍機油は、油戻し管（102）を通って第２空間（39）側へ送り返される。油戻し管（102）の下端から流出した余剰の冷凍機油は、重力により落下して第２空間（39）の底部へ戻ってゆく。このように、給油通路（90）の終端から流出した余剰の冷凍機油は、油戻し管（102）を通って膨張機構（60）側から圧縮機構（50）側へ送り返される。
【００９８】
このように、給油通路（90）の終端から排出された余剰の冷凍機油は、端部空間（95）に集められ、導出孔（101）と油戻し管（102）とで構成された油戻し通路（100）によって第２空間（39）側へ速やかに送り返される。つまり、余剰の冷凍機油は、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ直接導入されて第２空間（39）側へ送られる。
【００９９】
また、上述のように、油戻し管（102）の下端は、吐出管（36）よりも下方に配置されている。このため、油戻し管（102）から流出後に上昇して吐出管（36）へ流れ込む冷凍機油は、殆ど無いかあっても極僅かとなる。従って、油戻し管（102）の下端から流出した余剰の冷凍機油は、吐出冷媒と共に吐出管（36）へ流れ込むことなく、そのほぼ全てが第２空間（39）の底部へ戻される。
【０１００】
−実施形態１の効果−
ここで、膨張機構（60）へは例えば３０℃程度の高圧冷媒が流入し、膨張して例えば０℃程度となって低圧冷媒が膨張機構（60）から流出してゆく。一方、給油通路（90）の終端から排出される余剰の冷凍機油の温度は、膨張機構（60）を通過する冷媒の温度に比べて高くなっている。このため、給油通路（90）の終端から溢れ出た余剰の冷凍機油が膨張機構（60）の表面を伝って流れ落ちる構造を採ると、余剰の冷凍機油が比較的低温の膨張機構（60）と接触している時間が長くなり、余剰の冷凍機油から膨張機構（60）を通過する冷媒への入熱量が多くなってしまう。そして、冷房運転時に蒸発器となる室内熱交換器（24）へ膨張機構（60）から送られる冷媒のエンタルピが増大し、冷房能力の低下を招くことになる。
【０１０１】
これに対し、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）では、圧縮機構（50）や膨張機構（60）の潤滑に利用されなかった余剰の冷凍機油を給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ導入して速やかに第２空間（39）側へ送り返している。従って、本実施形態によれば、余剰の潤滑油が膨張機構（60）の表面を伝って流れる構成に比べて、余剰の潤滑油が膨張機構（60）と接触する時間を短縮でき、余剰の潤滑油から膨張機構（60）の冷媒へ移動する熱量を削減することができる。その結果、冷房運転時に蒸発器となる室内熱交換器（24）へ膨張機構（60）から送られる冷媒のエンタルピの増大を抑制でき、充分な冷房能力を得ることが可能となる。
【０１０２】
また、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）では、油戻し管（102）から流出した冷凍機油が吐出管（36）へ流れ込まないように、油戻し管（102）の下端を吐出管（36）の始端よりも下方に配置している。このため、圧縮機構（50）の吐出冷媒と共に吐出管（36）から流出する冷凍機油の量を削減でき、ケーシング（31）内における冷凍機油の貯留量を確保することができる。その結果、圧縮機構（50）や膨張機構（60）への冷凍機油の供給量を確保でき、焼き付き等のトラブルを未然に防止できる。
【０１０３】
また、圧縮・膨張ユニット（30）から流出した冷凍機油が室外熱交換器（23）や室内熱交換器（24）に溜まり込むと、これら熱交換器（23,24）における冷媒と空気の熱交換が溜まり込んだ冷凍機油によって阻害されることとなる。このため、本実施形態のように圧縮・膨張ユニット（30）から冷媒と共に流出する冷凍機油の量を削減すれば、冷凍機油の溜まり込みに起因する熱交換器（23,24）の性能低下を回避することも可能となる。
【０１０４】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において、圧縮・膨張ユニット（30）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）について、上記実施形態１のものと異なる点を説明する。
【０１０５】
図７に示すように、本実施形態の膨張機構（60）では、リアヘッド（62）の中央部に該リアヘッド（62）を厚み方向へ貫通する中央孔が形成されている。このリアヘッド（62）の中央孔には、シャフト（40）の上端部が挿入されている。
【０１０６】
上記膨張機構（60）には、上部プレート（110）が設けられている。この上部プレート（110）は、リアヘッド（62）の上に載置され、リアヘッド（62）の中央孔やシャフト（40）の上端面と共に端部空間（95）を形成する。上部プレート（110）には、導出溝（111）が形成されている。導出溝（111）は、上部プレート（110）の下面を掘り下げることによって形成される。また、導出溝（111）は、その始端が端部空間（95）とオーバーラップし、上部プレート（110）の外周側へ向かって延びている。
【０１０７】
上記膨張機構（60）では、リアヘッド（62）に第１連通孔（112）が形成され、中間プレート（63）に第２連通孔（113）が形成されている。第１連通孔（112）は、リアヘッド（62）を厚み方向へ貫通し、導出溝（111）の終端を第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）と連通させている。第２連通孔（113）は、中間プレート（63）を厚み方向へ貫通し、第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）を第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）と連通させている。
【０１０８】
また、上記膨張機構（60）では、第１シリンダ（71）に導出孔（114）が形成されている。導出孔（114）は、第１シリンダ（71）の高さ方向の中央部に形成され、その始端がブッシュ孔（78）に開口している。第１シリンダ（71）の外周面に開口する導出孔（114）の終端には、油戻し管（102）が接続されている。この油戻し管（102）は、上記実施形態１のものと同様に、フロントヘッド（61）を貫通して第２空間（39）まで延びており、その終端が吐出管（36）よりも下方に位置している。
【０１０９】
本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）では、上部プレート（110）の導出溝（111）と、リアヘッド（62）の第１連通孔（112）と、第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）と、中間プレート（63）の第２連通孔（113）と、第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）及び導出孔（114）と、油戻し管（102）とによって油戻し通路（100）が形成されている。つまり、この圧縮・膨張ユニット（30）では、各シリンダ（71,81）のブッシュ孔（78,88）が油戻し通路（100）の一部を構成している。
【０１１０】
上記圧縮・膨張ユニット（30）において、給油通路（90）の終端から端部空間（95）へ排出された余剰の冷凍機油は、導出溝（111）と第１連通孔（112）を通って第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）へ流入する。このブッシュ孔（88）へ流入した冷凍機油は、第２シリンダ（81）とブッシュ（87）の摺動面やブッシュ（87）と第２ブレード（86）の摺動面の潤滑に利用される。続いて、冷凍機油は、第２シリンダ（81）のブッシュ孔（88）から第２連通孔（113）を通って第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）へ流入する。このブッシュ孔（78）へ流入した冷凍機油は、第１シリンダ（71）とブッシュ（77）の摺動面やブッシュ（77）と第１ブレード（76）の摺動面の潤滑に利用される。その後、冷凍機油は、導出孔（114）から油戻し管（102）へ流入して第２空間（39）側へ送り返される。このように、給油通路（90）の終端から流出した余剰の冷凍機油は、ブッシュ孔（88）や油戻し管（102）等を通って膨張機構（60）側から圧縮機構（50）側へ送り返される。
【０１１１】
−実施形態２の効果−
本実施形態によれば、上記実施形態１で得られる効果に加えて、次のような効果が得られる。つまり、本実施形態によれば、給油通路（90）から排出された余剰の冷凍機油をブッシュ（77,87）やブレード（76,86）の潤滑に利用することができる。従って、一般的な揺動ピストン型のロータリ膨張機では給油量が不足しがちであったブッシュ（77,87）やブレード（76,86）に対して充分な量の冷凍機油を供給でき、膨張機構（60）の信頼性を向上させることができる。
【０１１２】
また、本実施形態の第１シリンダ（71）では、その高さ方向の中央部に導出孔（114）を形成している。このため、ブッシュ孔（78）のうち導出孔（114）よりも下の部分には、冷凍機油が溜まり込むことになる。このため、例えば起動直後のような給油量が不足しがちな運転状態においても、第１シリンダ（71）のブッシュ孔（78）に溜まり込んだ冷凍機油によって、ブッシュ（77）や第１ブレード（76）の潤滑を確実に行うことができる。
【０１１３】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において、圧縮・膨張ユニット（30）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）について、上記実施形態１のものと異なる点を説明する。
【０１１４】
図８に示すように、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）では、シャフト（40）に油戻し通路（100）が形成されており、リアヘッド（62）の導出孔（101）や油戻し管（102）が省略されている。上記シャフト（40）では、給油通路（90）に沿って油戻し通路（100）が形成されている。
【０１１５】
上記油戻し通路（100）は、その始端がシャフト（40）の上端面に開口して端部空間（95）に連通している。油戻し通路（100）の終端は、シャフト（40）の主軸部（44）の外周面に開口して第２空間（39）に連通している。また、主軸部の外周面における油戻し通路（100）の終端の開口位置は、吐出管（36）の始端よりも下方となっている。このように、油戻し通路（100）は、その終端がケーシング（31）内における圧縮機構（50）側に開口している。そして、この油戻し通路（100）は、給油通路（90）の終端から流出した余剰の冷凍機油膨張機構（60）側から圧縮機構（50）側へ送り返す。
【０１１６】
上記圧縮・膨張ユニット（30）において、給油通路（90）の終端から端部空間（95）へ排出された余剰の冷凍機油は、シャフト（40）に形成された油戻し通路（100）へ流入してゆく。
【０１１７】
ここで、０℃〜３０℃程度の冷媒が流れる膨張機構（60）に比べ、第２空間（39）の底部から給油通路（90）へ吸い込まれる冷凍機油は高温（例えば９０℃程度）となっている。このため、給油通路（90）を流れる冷凍機油は、給油通路（90）の終端へ至るまでの間にその温度がある程度低下する。つまり、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ流入する余剰の冷凍機油は、給油通路（90）を流れる冷凍機油よりも低温となっている。
【０１１８】
一方、シャフト（40）の主軸部（44）はそれ程太くないため、給油通路（90）と油戻し通路（100）は互いに近接している。従って、シャフト（40）では、給油通路（90）を上昇する冷凍機油と油戻し通路（100）を下降する冷凍機油との間で熱交換が行われ、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される冷凍機油が油戻し通路（100）の冷凍機油によって冷却される。つまり、給油通路（90）と油戻し通路（100）の両方が形成されたシャフト（40）は、給油通路（90）の冷凍機油を油戻し通路（100）の冷凍機油と熱交換させる熱交換手段を構成している。
【０１１９】
このように、本実施形態によれば、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される冷凍機油の温度を低下させることができ、冷凍機油から膨張機構（60）を通過する冷媒へ移動する熱量を一層削減することができる。その結果、冷房運転時に蒸発器となる室内熱交換器（24）へ膨張機構（60）から送られる冷媒のエンタルピの増大を更に低減でき、空調機（10）の冷房能力を向上させることができる。
【０１２０】
また、本実施形態によれば、シャフト（40）に機械加工を施すだけで油戻し通路（100）を形成することができ、油戻し通路（100）の設置に起因する製造工数や製造コストの増大を抑制することができる。
【０１２１】
《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において、圧縮・膨張ユニット（30）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）について、上記実施形態１のものと異なる点を説明する。
【０１２２】
図１０に示すように、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）には、中継部材（130）と熱交換器（120）とが設けられている。また、本実施形態のシャフト（40）に形成された給油通路（90）は、第１油通路（91）と第２油通路（92）とによって構成されている。
【０１２３】
上記中継部材（130）は、円筒状に形成されている。この中継部材（130）には、シャフト（40）の主軸部（44）が挿通されている。また、中継部材（130）の内周面には、その全周に亘る内周溝（131,132）が２つ形成されている。これら２つの内周溝（131,132）は、下方に位置するものが第１内周溝（131）を、上方に位置するものが第２内周溝（132）をそれぞれ構成している。
【０１２４】
上記給油通路（90）は、上下方向の途中で２つに分断されており、下側の部分が第１油通路（91）を、上側の部分が第２油通路（92）をそれぞれ構成している。第１油通路（91）の終端は、主軸部（44）の外周面に開口して中継部材（130）の第１内周溝（131）に連通している。一方、第２油通路（92）の始端は、主軸部（44）の外周面に開口して中継部材（130）の第２内周溝（132）に連通している。
【０１２５】
上記熱交換器（120）には、第１流路（121）と第２流路（122）とが形成されている。第１流路（121）は、その始端が中継部材（130）の第１内周溝（131）に接続され、その終端が中継部材（130）の第２内周溝（132）に接続されている。一方、第２流路（122）は、油戻し管（102）の途中に接続されている。この熱交換器（120）は、熱交換手段を構成しており、給油通路（90）から第１流路（121）へ流入した冷凍機油と、油戻し管（102）から第２流路（122）へ流入した冷凍機油とを熱交換させる。
【０１２６】
上記実施形態３についての説明で述べたように、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ流入する余剰の冷凍機油は、給油通路（90）を流れる冷凍機油よりも低温となっている。このため、熱交換器（120）では、第１油通路（91）から第１流路（121）へ導入された冷凍機油が、油戻し管（102）から第２流路（122）へ導入された余剰の冷凍機油によって冷却される。そして、熱交換器（120）の第１流路（121）を流れる間に冷却された冷凍機油は、第２油通路（92）を通って膨張機構（60）へ供給されてゆく。
【０１２７】
このように、本実施形態によれば、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される冷凍機油の温度を低下させることができ、冷凍機油から膨張機構（60）を通過する冷媒へ移動する熱量を一層削減することができる。その結果、冷房運転時に蒸発器となる室内熱交換器（24）へ膨張機構（60）から送られる冷媒のエンタルピの増大を更に低減でき、空調機（10）の冷房能力を向上させることができる。
【０１２８】
《発明の実施形態５》
本発明の実施形態５について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において、圧縮・膨張ユニット（30）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）について、上記実施形態１のものと異なる点を説明する。
【０１２９】
図９に示すように、本実施形態の圧縮・膨張ユニット（30）には、接続部材（140）とバッファタンク（142）とが設けられている。また、本実施形態のシャフト（40）には、合流通路（143）が形成されている。
【０１３０】
上記接続部材（140）は、円筒状に形成されている。この接続部材（140）には、シャフト（40）の主軸部（44）が挿通されている。また、接続部材（140）の内周面には、その全周に亘る内周溝（141）が１つ形成されている。上記合流通路（143）の始端は、主軸部（44）の外周面に開口して接続部材（140）の内周溝（141）に連通している。この合流通路（143）は、始端から水平方向へ延びて終端が給油通路（90）に接続されている。
【０１３１】
上記バッファタンク（142）は、油戻し管（102）の途中に配置されている。このバッファタンク（142）は、油戻し管（102）を流れる余剰の冷凍機油を一時的に貯留するためのものである。また、本実施形態における油戻し管（102）の終端は、接続部材（140）の内周溝（141）に接続されており、第２空間（39）には連通していない。
【０１３２】
上記圧縮・膨張ユニット（30）において、給油通路（90）の終端から排出された余剰の冷凍機油は、油戻し管（102）を通ってバッファタンク（142）へ一旦流入し、その後に接続部材（140）の内周溝（141）から合流通路（143）を通って給油通路（90）へ送り返される。つまり、給油通路（90）の終端から流出した余剰の冷凍機油は、油戻し管（102）を通って膨張機構（60）側から圧縮機構（50）側へ送り返され、圧縮機構（50）側の位置で給油通路（90）へ送り込まれる。そして、膨張機構（60）に対しては、第２空間（39）の底部から吸い上げられた冷凍機油と、油戻し管（102）から合流通路（143）を通じて送り込まれた余剰の冷凍機油とを混合したものが供給される。
【０１３３】
上記実施形態３についての説明で述べたように、給油通路（90）の終端から油戻し通路（100）へ流入する余剰の冷凍機油は、第２空間（39）の底部から給油通路（90）へ吸い上げられた冷凍機油よりも低温となっている。このため、第２空間（39）の底部から吸い上げられた冷凍機油に油戻し管（102）からの余剰の冷凍機油を混入させてから膨張機構（60）へ供給すれば、給油通路（90）から膨張機構（60）へ供給される冷凍機油の温度を低下させることができ、冷凍機油から膨張機構（60）を通過する冷媒へ移動する熱量を一層削減することができる。その結果、冷房運転時に蒸発器となる室内熱交換器（24）へ膨張機構（60）から送られる冷媒のエンタルピの増大を更に低減でき、空調機（10）の冷房能力を向上させることができる。
【０１３４】
《その他の実施形態》
上記実施形態１及び２の圧縮・膨張ユニット（30）では、図１１に示すように、油戻し管（102）を更に下方へ延ばし、油戻し管（102）の下端をステータ（46）のコアカット部（48）とケーシング（31）の間の隙間に配置してもよい。この場合には、油戻し管（102）の下端、即ち油戻し通路（100）の終端が吐出管（36）から離れることとなり、吐出管（36）へ流入する冷凍機油の量を一層削減することができる。尚、図１１に示すのは、上記実施形態１に本変形例を適用したものである。
【０１３５】
また、上記各実施形態では、ローリングピストン型のロータリ式膨張機によって膨張機構（60）を構成してもよい。この変形例の膨張機構（60）では、各ロータリ機構部（70,80）において、ブレード（76,86）がピストン（75,85）とは別体に形成される。そして、このブレード（76,86）は、その先端がピストン（75,85）の外周面に押圧され、ピストン（75,85）の移動に伴って進退する。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
以上説明したように、本発明は、高圧流体の膨張によって動力を発生させるに膨張機について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】実施形態１における空調機の配管系統図である。
【図２】実施形態１における圧縮・膨張ユニットの概略断面図である。
【図３】実施形態１における膨張機構部の要部を示す拡大断面図である。
【図４】実施形態１における膨張機構部の要部拡大図である。
【図５】実施形態１の膨張機構部におけるシャフトの回転角９０°毎の各ロータリ機構部の状態を示す断面図である。
【図６】実施形態１の膨張機構部におけるシャフトの回転角と膨張室等の容積及び膨張室の内圧との関係を示す関係図である。
【図７】実施形態２における膨張機構部の要部を示す拡大断面図である。
【図８】実施形態３における膨張機構部の要部を示す拡大断面図である。
【図９】実施形態４における膨張機構部の要部を示す拡大断面図である。
【図１０】実施形態５における膨張機構部の要部を示す拡大断面図である。
【図１１】その他の実施形態における圧縮・膨張ユニットの概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３８】
（31）  ケーシング
（36）  吐出管
（38）  第１空間
（39）  第２空間
（40）  シャフト（回転軸）
（45）  電動機
（46）  ステータ
（48）  コアカット部
（50）  圧縮機構
（60）  膨張機構
（71）  第１シリンダ
（72）  第１流体室
（75）  第１ピストン
（76）  第１ブレード
（78）  ブッシュ孔（貫通孔）
（81）  第２シリンダ
（82）  第２流体室
（85）  第２ピストン
（86）  第２ブレード
（88）  ブッシュ孔（貫通孔）
（90）  給油通路
（100） 油戻し通路
（120） 熱交換器（熱交換手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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